MES Systémy ve strojírenství – část 2

1.     Rozdělení modulů na hlavní a podpůrné funkce

Moduly MES systémů dle asociace MESA lze rozdělit na hlavní a podpůrné funkce, jak je uvedeno v [1]

     1.1     Hlavní funkce MES
    1.1.1     Plánovací systémové rozhraní

MES přímo souvisí s plánováním systému, který umožňuje tok informací mezi systémy. Kvůli velké různorodosti instalovaných systémů, je obvykle pro rozhraní vyvinut uživatelský software, který je vhodný k projektování MES. Dalším krokem je spolupráce zákazníka a výrobce MES, kdy se určuje tok informací, jejich formát a nastavení.

Toto spojení by mělo poskytovat předávání dat do a vně podniku, kdy vstup informací začíná zakázkou. Další informace mohou obsahovat zásoby zboží na skladě, informace z pracovního procesu, postup zakázky atd.. Projektování výrobního systému MES umožňuje, aby uložená a zpracovaná data pomocí MES mohla být využita dalším uživatelem na síti. Celková představa je tedy používat MES systém jako klient/server pro všechny uživatele a tvořící prvky dat.

Pokud jsou data uložena v systému, mohou se přizpůsobovat a připravovat k plnění dle požadavků uživatele. Analýza a roztřídění informací může být na základě hlavních funkcí MES snadno realizována a přístup k datovému skladu se vývojem nástrojů na zpracování informací stává snadnějším.

Ale i přes pevně daný směr komunikace z místa výroby k zákazníkovi se může stát, že na stejný dotaz můžeme dostat mírně odlišný typ informace. Přispění MES systémů není závislé, ani nemusí být spojené na plánovacím systému. Podniková výroba, která je v provozu bez plánovacího systému může být zlepšená přístupem informací pomocí MES, do kterého se budou informace vkládat ručně. Každý funkční modul MES může pracovat samostatně, ale při zapojení každého dalšího výrobního modulu je výroba pružnější a efektivnější.

2 Moduly MES systémů dle MESA

1.1.2     Správa zakázek

MES přijímá automaticky nebo ručně vloženou informaci a určí, jaká má být výroba a množství u objednávky. Určení probíhá za použití pracovních příkazů, které stanoví typ práce, číslo zakázky, počet dílců, množství, požadované datum dodání a metodu stanovení priorit. Systém řídí změny objednávek, stanovuje a udržuje plnění plánů seřazených podle určených priorit. Může také přiřazovat a rušit přiřazení zásob na skladě vzhledem k objednávkám.

Schopnost reagovat na neplánované události vznikla jako reakce na nové požadavky zákazníků nebo na náhlé poruchy strojů, které jsou stěžejní pro včasné dodání zakázky. Zatímco u klasických výrobních systémů bylo téměř nemožné optimálně přeplánovat výrobu, MES na základě původních a příchozích dat automaticky vytvoří pomocí přeskupení (seznamu priorit, nejbližších termínů dodání atd.) a simulací výroby nový výrobní plán. Ten je pak nejoptimálnější vzhledem k novým okolnostem. Další možností je informovat management o nových okolnostech, zpřístupní aktuální informace a čeká na jejich rozhodnutí.

Standardní částí MES systému je uvolnění zakázek k výrobě a stanovení aktuálního seznamu priorit založeného na sekvenčních pravidlech nebo na dalších výrobních plánovacích metodách jako je simulace nebo teorie omezení. Systém kontroluje plnění zakázek v reálném čase a nabízí neustálý přehled o stavu výroby.

1.1.3     Řízení výrobních jednotek

Tato funkce je zodpovědná za zavedení řídícího plánu zakázek a logické konfigurace výrobních jednotek. Tato část může zahrnovat přímou kontrolu rozhraní a spojení s každým pracovištěm. Zde je také prováděno plánování, rozvrhování a určení zatížení výrobních jednotek. Modul poskytuje aktuální a celkové zatížení dílny operacemi nebo výrobními jednotkami. Podle plánu bude systém řídit správné zásobování materiálem ze skladů, nástrojů a dat potřebných pro zadanou výrobu. Bude také vydávat a provádět příkazy k dodání požadovaných součástí k plánovaným výrobním stanicím. MES systémy jsou vysoce konfigurovatelné pro každou výrobu. Konfigurovatelnost systému umožňuje tvorbu modelu dovedností výrobního systému, který pokrývá výrobní požadavky a potřeby zákazníka. Model začíná soupisem všech oddělení, pracovních stanic a operací. Z informací o provozu podniku je pak možné určit, které pracovní stanice mohou provádět dané operace.

Jakmile je stanoven model, MES odpovídá za správné směrování ve výrobě. Jestliže je operace dostupná na více pracovních stanicích, pravidla uvnitř modelu určí, na kterém stroji se má operace provést.

1.1.4     Sledování zásob na skladě a jejich řízení

Funkce sledování zásob na skladě se neustále vyvíjí. Modul je ve skladech schopen zpracovávat informace o každé položce nebo jejich skupin na skladě včetně aktuálního rozmístění. Pro účely MES je v zásobách (seznamu zásob) zahrnuto vše, co je třeba pro výrobu: nástroje, příslušenství, materiál, rozpracovanost, výkresy, specifické pracovní schopnosti a další položky, které by mohly být uvedeny v popisech položek zásob.

Z řady důvodů by bylo velmi obtížné pro většinu plánovacích systémů, aby byly schopné online reagovat na vzniklé problémy s ohledem na sklady. Informace, které jsou uložené v plánovacím systému jsou zpracovány MES systémem. Ten změní ve skladu tok zásob výrobou podle aktuálního plánu (rozvrhu). Ačkoliv má mnoho plánovacích systémů velmi obsáhlé informace o možnostech zásob na skladě, musí být nasazený na řízení zásob MES a nebo musí být tyto data okamžitě k dispozici při jakékoliv změně ve výrobě.

Tato funkce se dělí na úseky následujícími specifickými způsoby:

  • Řídí, směruje a ovládá všechen materiál a rozpracovanost zásob, aby mohl poskytovat požadované položky ze skladu k pracovním stanicím jako odpověď na sekvenci rozvrhů objednávek. Řízení materiálu je prováděno prostřednictvím MES, v plánovacím systému nebo v automatickém skladu, kde je zaveden systém vyhledávání informací (AS - Automatic Storage/RS - Retrieval System). MES by měl ukládat data do databáze nebo mít jakoukoliv informaci dosažitelnou online pro správné zvolení položky ze zásob na skladě.
  • Lokalizuje a znovu získá veškerý potřebný materiál a informace jako odpověď na výrobní plán. V tomto kontextu zásoby zahrnují cokoli, co je požadováno pro dokončení výroby objednávek. Jsou zde zahrnuty výkresy a další technická dokumentace - CAD (Computer Added Design) data, nástroje a příslušenství, specifické pracovní schopnosti apod.
  • Udržuje a poskytuje přístup k podrobným informacím pro každou položku jako je ID číslo, umístění, množství, termíny přijetí, dodavatel, objednací číslo dílu apod.

Jedním z příkladů řízení zásob v MES by mohl začínat přijetím materiálu a jeho zařazení na sklad. Po uložení materiálu je sejmut štítek čárového kódu nebo je do systému vloženo jeho objednací číslo (číslo objednávky). Systém pak zobrazuje objednávku a zpracované informace o materiálu. Pokud jsou data o materiálu zpracovány, pak je materiál přesunut na své místo ve skladu nebo je přesunut do výroby na určená pracoviště. MES systém zachycuje každý krok pohybu materiálu. Určuje a zobrazuje další operaci a neustále aktualizuje podle pohybu materiálu výrobou plánovací systém. Přínos MES systému v řízení zásob ve spojení s plánováním je nezměrný.

1.1.5     Řízení pohybu materiálu

V předešlých fázích se zatím řešila otázka stanovení sledu pracovních příkazů na pracovištích a využívání zásob materiálu na skladu. Systém je nyní připraven rozvrhovat pohyb zásob ze skladu na různá pracoviště. Systémová logika je založená na myšlence, že vše má své určené umístění a musí být přesunuto z tohoto umístění na novou požadovanou pozici. Základem pro správný přesun materiálu jsou přesné informace. Pohyb materiálu je nepřidaná hodnotící funkce; je to nejjednodušší forma, která znamená "Vezmi položku z tohoto umístění a dej ji na tuto pozici." S modelem fyzické dovednosti zabudované do MES musí systém jednoduše určit kdy, odkud - kam a co se má pohybovat a podle takových dat vydá vhodnou instrukci. Vydání průvodních listů řidiči vysokozdvižného vozíku.

  • Vydání propouštěcí zprávy zákazníkovi (prodejci).
  • Sdělení AS (Automated Storage)/RS (Retrieval Systems) tedy automatizované skladování/systémy vyhledávání informací řídicího systému, aby doručil určitou paletu s materiálem z daného umístění, nebo pošle jednoduchou žádost o materiál, dovolující AS/RS kontrolnímu systému získávání informací o příslušném umístění.
  • Sdělení dopravnímu systému (řízeného např. přes PLC), aby doručil materiál k pracovní stanici.
  • Sdělení automatizovanému přepravnímu prostředku, aby sbíral materiál u jedné

pracovní stanice a doručil ji na další.

1.1.6     Sběr a archivace dat

Funkce sběru dat jsou tzv. "oči a uši" MES systému. Data se mohou sbírat skenováním čárových kódů, nebo ukládáním dat do paměti tzv. datového skladu, kde se zpracovávají a třídí velké množství dat. Tato část MES systému vystupuje jako referenční středisko a převaděč pro všechny informace, které se generují ve výrobních zařízeních. Sbírat a archivovat data lze při propojení systémů výrobních podniků i zvenčí. I přes různé druhy snímačů a řídících rozhraní mohou být data z podnikových úrovní provozu sbírána, porovnávána a rozčleněna na základě jakéhokoliv požadavku. Data podnikové úrovně jako je správa lidských zdrojů, statistické řízení procesu, termíny a docházka, sledování materiálu, reporty a genealogie produktu jsou zpracovávány zde.

Některé zdroje dat jsou:

  • snímače čárového kódu,
  • hlasem kódovaná data,
  • vysílače na rádiové frekvenci,
  • PLC - programovatelné logické řídící jednotky,
  • docházkový systém,
  • systém zajišťování kvality,
  • stroje a sledování procesu,
  • další počítačové systémy,
  • ruční zadávání údajů.

Cílem sběru dat v MES systému je komunikace a zásobování dat mezi různými úrovněmi podniku.

1.1.7     Řízení výjimek

Jedná se o velmi požadovanou funkci, která má schopnost reagovat na neočekávané

události ve výrobě. Vzniká hned několik otázek. Co se stane, když dojde k poruše stroje? Jaká bude reakce, pokud nepřijde materiál včas? Jak se projeví změna na dodržení objednávek? Na většinu takových otázek může odpovědět automaticky ovládaný MES systém.

  • MES zpracuje informace a může změnit výrobu nebo zrealizuje alternativní směrování.
  • Systém může monitorovat informace o zabezpečování jakosti a nastaví stroje a procesy tak, aby výrobky odpovídaly požadavkům.
  • V minimálním počtu případů musí systém informovat management o vzniklé výjimce a bude čekat na odpověď.

Některé podniky mohou využívat expertní systémy pro zvýšení schopnosti řešit výjimečné stavy ve výrobě. Vyvinout takový systém ale může být kvůli náročnosti vývoje velmi nákladné. MES je velmi snadno konfigurovatelný a lze s ním zajistit většinu běžných výjimek jako např. přeplánování výroby na základě vnějších vlivů automatickým cyklem.

 Knihovna dat

V každém výrobním systému musí být zdroj informací nebo knihovna dat, která poskytuje informace pro výrobu. [1]

1.2     Podpůrné funkce MES

V předchozí kapitole jsem se zabývala hlavními funkcemi, které primárně řídí zakázky a zdroje. Tato kapitola bude popisovat další funkce, které by měly být součástí MES. Tyto funkce jsou:

1.2.1     Management údržby

Je schopný zajistit ve značné míře správný chod výroby z hlediska zdrojové dostupnosti. Tím, že se řídí údržba je schopen podnik předejít neplánovaným prostojům a výrazně  pomoci ke zlepšení jakosti a včasnému plnění zakázek. Systém údržby může být sofistikovaný integrovaný balíček, který zpracovává historické, současné i plánované události údržby. Systém je rozdělen do osmi modulů pro sledování a plánování údržby:

  • Modul vybavení – udržuje kompletní historii každého vybavení (technická data, náhradní díly, záznamy o chodu údržby na každém zařízení.
  • Modul zakázek – určování a sledování preventivních a neplánovaných úkolů.
  • Modul preventivní údržby – generování a sledování všech plánovaných úkolů pro všechna zařízení.
  • Modul statistické předpovědi údržby – užití metod SPC, sledování dynamických dat zařízení (vibrace, teplota atd.) pro předpověď chyb a prevenci prostojů.
  • Modul zásob – sleduje množství náhradních dílů, fyzického umístění, množství zásob atd.
  • Modul nákupu – je propojení s obchodními partnery, dodací lhůty, platby a další nákupní a přijímací funkce pro podporu údržby.
  • Pracovní modul – sledování zaměstnanců, jednotlivců a skupin.
  • Modul analýza – analýzy a sledování údržby.

1.2.2     Správa lidských zdrojů – čas a docházka

Zajišťuje sledování docházky a vykazování pracovního času. Systém je pak schopný zpracovat tyto data pro mzdy a další kalkulace. Tyto systémy obvykle obsahují ochrany proti neautorizovanému užití specifických informací.

Vlastnosti systému:

  • Správa zaměstnanců – u každého zaměstnance se zapisuje: jméno, číslo, oddělení, zařazení do skupiny, schéma docházky, dovolená, nemocenská apod.
  • Sběr pracovních dat – podpora diskrétní, opakované a procesní výroby, údržba aktivních zakázek, podpora jednoduchých a dávkových operací v procesu.
  • Mzdový systém.

1.2.3     SPC - statistická kontrola procesu

Jedná se o kvalitní kontrolní metodu, která se zaměřuje na nepřetržité monitorování procesu. Jako další kontroluje hotové výrobky na výstupu. Tímto způsobem se dosahuje odstraňování vadných výrobků.

Nástroje metody SPC:

  • vývojové diagramy,
  • provozní diagramy,
  • Paretovy grafy a analýzy,
  • diagramy příčin a následků,
  • histogramy četnosti,
  • kontrolní diagramy,
  • studie procesní způsobilosti,
  • a další reporty.

1.2.4     Funkce zajišťování jakosti

Tato část systému může nebo nemusí být svázána společně s SPC nebo s normou ISO 9000. Typické vlastnosti:

  • Příjem inspekcí – online přístup a správa, přímé zpracování úkolů.
  • Neshody – Paretova analýza, online správa.
  • Hodnocení dodavatelů – měsíční tvorba, automatický sběr dat z dalších modulů, podrobné přijímací zprávy – zmetky a informace o nápravných akcích.
  • Opravná opatření – online zpracování, interní a externí podpora pro opravná opatření.
  • Sledování prostojů – sledování materiálu, zpráva zakázek, uživatele a sériového čísla.
  • Kontrola seřízení – online záznam výsledků, odchylky a rozbor vývoje.
  • SPC – online procesní kontrola, generování výsledků kontroly, stav rozpracovanosti.
  • Rychlý sběr výsledků – kompletní průvodní listy.

1.2.5     Procesní data, analýza výkonnosti

Zpracování a vyhodnocení nasbíraných dat.

1.2.6     Dokumentace - správa dat výrobku

Funkce, která do značné míry odstraňuje zápisy dat v papírové podobě. Data v takové podobě byla neúplná, nepřesná, zcela chyběly nebo se zapsala špatná data vlivem lidské chyby. Tento nástroj je schopen tyto nedostatky téměř zcela odstranit. Pokud je tato funkce součástí systému, získá uživatel okamžité (online) a přesné informace – kresby, časové normy, směrování, receptury, ISO normy, montážní předpisy, testovací instrukce a data atd.

1.2.7     Sledování a genealogie produktu

Tato část systému se zabývá tzv. rodným listem výrobku, ve kterém jsou zapsány vstupní informace a cesta produktu výrobou.

1.2.8     Řízení dodavatele

V systému je zapotřebí mít informace o dodavatelských aktivitách pro synchronizaci výroby, tj. například předcházení pozastavení výroby z nedostatku materiálu od dodavatele. [1]

 

Literatura:

[1] McClellan, M., Applying Manufacturing Execution System, CRC Press LLC, 1997

Následující část  „MES Systémy ve strojírenství“ bude věnována Systémovému návrh inteligentního MES systému …

Powered by Bullraider.com
Jste zde: Home Články MES-MOM MES Systémy ve strojírenství – část 2